曼徹斯特城市大學藝術學院的設計師馬克比克羅夫特在他最近發(fā)表的論文“數字交織,選擇性激光燒結3D打印機使用尼龍粉末緯編管狀結構織物”中探索了3D打印機在工業(yè)針織領域的潛力。

 3D打印機非常適合這種類型的紡織品制造，特別是在制造不同尺寸的管狀形式時使用選擇性激光燒結（SLS）。 3D打印機的使用也適用于服裝的生產，因為該技術已經為時尚領域提供了很多東西，從連衣裙到泳衣再到鞋子等等。

在基于CAD的程序的幫助下，針織制造商可以輕松地創(chuàng)建具有適當彈性的循環(huán)和延伸的交叉結構。 “通過3D打印機基于針織的結構，可以嵌入針織物的拉伸和柔韌性的固有特性，同時利用用于打印的材料的機械特性，”比克羅夫特說。

      雖然以前對3D打印機針織結構的研究已經進行過，但它主要涉及的是非連續(xù)的連接幾何形狀。在這里，比克羅夫特研究了3D打印機打印連續(xù)纖維類型幾何形狀的使用，并測試了單面和雙面結構。對每個結構的評估包括檢查它們處理壓縮和擴展的程度，以及總體靈活性。

      尼龍SLS歷來被認為是一種極好的組合，它具有良好的機械性能，良好的標簽質量等。一些SLS 3D打印機（但不是實驗中使用的打印機）也可以處理聚氨酯塑料（TPU），尤其是Iris van Herpen和Julia Koerner以3D時尚為例。比克羅夫特研究的針織結構在EOS Formiga P110上進行3D打印，尼龍PA12作為選定材料，除了散粉外不需要額外的支撐，并提供所需的穩(wěn)定性和強度。

手動壓縮管用于評估測試

      “一旦3D打印出來，每個管子都經過測試，以確定它們的壓縮和伸長長度，這是通過用手將每根管子壓縮到最小長度而不會使環(huán)變形并記錄測量來實現的，”比克羅夫特說。 “然后用手將每根管子伸展到最大長度而沒有環(huán)的變形，然后記錄這個測量結果。”

      在此之后，通過在最小直徑為25cm且最大直徑為55cm的紙板錐形結構上手動拉伸每個管來測試每個管的拉伸能力。將錐體上的拉伸重復10次以測試每個管的拉伸和回復性質。 最后，通過手動彎曲和折疊手動操作每個管，以測試整體靈活性和返回原始形式的能力。

結構顯示壓縮后恢復良好，并具有適當的靈活性（我們很想知道這個屬性能持續(xù)多久）。 比克羅夫特對這項研究感到鼓舞，并表示它展示了3D打印管狀針織結構的潛力。

      “然而，這項研究的局限性在于缺乏適用于測試3D打印機紡織品結構的標準或定義的測試程序，”比克羅夫特總結道：“作者正計劃進行進一步的研究，以測試這些打印結構在受控實驗室環(huán)境中的耐久性，以測試拉伸強度，伸長率和斷裂點的載荷?！?/p>

      這項研究表明，SLS是一種合適的制造工藝，可以使用尼龍（PA12）粉末實現柔性管狀針織結構。對其他柔性粉末材料（如TPU）的進一步研究將有助于測試材料的機械性能，結合針織結構的拉伸和柔韌性的固有特性。這樣就可以在尼龍（PA12）和TPU之間進行比較研究。